Obtenção de batimetria em estuários através de imagens de satélite: estudo de caso na Baía da Babitonga, SC

Abstract

A Batimetria Derivada de Satélite é uma das ferramentas mais promissoras para mapear a morfologia de águas rasas e apresenta como vantagem a extensa área de cobertura dos sistemas de imageamento orbital e a repetitividade, facilitando a identificação de mudanças. O objetivo deste trabalho foi aplicar e avaliar a estimação da batimetria por satélite com sensor multispectral para a Baía da Babitonga, um estuário localizado ao Norte de Santa Catarina, através da comparação de dados batimétricos medidos em campo e observações dos padrões da imagem de satélite. Um levantamento batimétrico monofeixe classificado com categoria B de acordo com a NORMAM-25 foi realizado para calibração e validação do algoritmo de derivação batimétrica. Foi utilizada uma imagem do satélite Sentinel-2 aquisitada na mesma data da execução do levantamento batimétrico. Os dados da batimetria medida e os diferentes valores de reflectância das bandas do satélite foram correlacionados para encontrar o algoritmo que melhor representa a batimetria da área de estudo. O processamento das imagens consistiu na correção atmosférica para reflectância da superfície e aplicação de filtros para remoção de ruídos. Diversos algoritmos foram testados utilizando as bandas da região do visível (bandas 1 a 5) das imagens multiespectrais. Os algoritmos foram aplicados para profundidades inferiores a 20 m e áreas que apresentaram concentrações de material particulado em suspensão estimado menor do que 10 g/m3. Como resultado, a raiz do erro quadrático médio (RMSE) entre a batimetria medida em campo e estimada pelo satélite, apresentou-se entre 2 e 3 m para os algoritmos. Dentre os métodos testados, o índice NDWI para a bandas 5 (infravermelho) e 3 (verde) apresentou os menores erros (RMSE= 2,4 m), estimando uma profundidade máxima de 18 m e mínima de 0,6 m. Com o objetivo de aumentar a acurácia do algoritmo, a área foi dividida em duas zonas, a entremarés e a permanentemente submersa, e novas equações foram aplicadas para cada zona. O RMSE para a zona entremarés reduziu 0,3 m do encontrado para toda a área da baía, enquanto o erro para a zona permanentemente submersa aumentou 0,4 m. Portanto, conclui-se que a zona entremarés apresenta contribuição significativa na derivação da batimetria por satélite e em áreas com maior profundidade, a acurácia do algoritmo diminui. Os resultados do modelo são considerados satisfatórios para estimação batimétrica em águas estuarinas e possibilitaram a identificação de feições morfológicas, visto as limitações do material em suspensão e da profundidade.